马头洗煤厂炼焦中煤分选的探讨

时间:2017-12-19 论文提纲 我要投稿

 0 引言
  我国是一个富煤、贫油、少气的国家,从能源消费构成看,煤炭消费占能源消费总量的70%左右,在一段时间内,煤炭是我国主要一次能源的地位不会改变。尽管我国有着丰富的煤炭资源,但是其数量和地域分布却极不均匀。从煤种分布上看,其比例也相差很大,在已发现的资源中,动力煤约占72.54%,用于炼焦的中变质程度的烟煤,即传统上称之为“炼焦用煤”,其数量约较少,只占27.46%,而且大多数为气煤,占烟煤的46.9%,肥煤、焦煤、瘦煤则较少,分别占烟煤的13.6%、24.3%和15.1%[1,2]。
  目前,世界上主要的选煤方法有重介选煤、跳汰选煤和浮游选煤等,由选煤方法的限制,产生了大量的中煤。而我国主焦煤选煤厂的中煤几乎全部最为燃料使用,而且在富煤地区的中小选煤厂的中煤和煤泥则大量废弃,这无疑是对我国稀缺煤种的极大浪费[3]。
  在“十二·五规划”中明确指出,要大力发展煤炭洁净化利用,最大效益的利用煤炭资源。在这个大背景下,结合我国资源自身性质,从中煤回收质量合格的精煤,不仅从经济效益,而且从环境效益都不失为一种提高精煤产率,解决我国炼焦用煤短缺的有效途径[4]。
  所以,本文以冀中能源峰峰集团马头洗煤厂的重介中煤为研究对象,探索处理中煤再选的有效方法[5]。
  
  1 马头洗煤厂概况
  
  马头洗煤厂是冀中能源峰峰集团有限公司的中央洗煤厂,始建于1957 年,1959 年投产,是我国“一五”期间156 项重点建设项目之一,与武汉钢铁焦化厂相配套。原设计能力为年入洗原煤200 万吨,工艺为跳汰+浓缩浮选工艺。1998 年进行了工艺技术改造,改造为跳汰粗选、粗精煤重介再选、煤泥浮选、尾煤压滤工艺。
  为适应焦肥煤难选和极难选的特点,解决原设计中存在的分选效率低,精煤产率低,质量不稳定,难以洗选出灰分较低的优质精煤,用人多、洗选加工工艺成本高,以及煤泥、矸石、煤泥水对环境污染等问题,2006 年又将工艺改造为不脱泥无压三产品重介旋流器选煤。
  技术改造方案综合采用了国内外先进的选煤技术,以“提质、提效、减排”为目标。设计年处理原煤400 万吨(新建200 万吨/年,改造200 万吨/年),主要工艺采用不脱泥三产品重介旋流器取代原来的跳汰粗选与二产品重介精选的工艺,煤泥水系统由浓缩浮选改为直接浮选,增加了煤泥重介分选工艺,以优化分选效果,截取进入浮选的粗煤泥,尾煤采用两段浓缩,两段回收。
  改造后,以无压给料三产品重介质旋流器为主选设备的高效、全重介选煤工艺,投资低,生产成本低,同时工艺简单,易于操作。不仅如此,通过技改,生产效率、产品质量和分选数量效率大大提高,生产状况大为改善,企业的市场竞争力大大增强,经济效益显著[6]。
  
  2 实验研究
  
  2.1 煤样煤质分析
  本文以三产品无压重介旋流器的中煤为研究对象,对该中煤样进行筛分实验,实验结果。
  从结果可以看出,煤样灰分为36.63%,煤样各粒级分布较均匀,随着煤样粒度由大到小(50-3mm),随灰分有所降低。
  
  2.2 浮选实验
  众所周知,有机组分与矿物质的分离是实现煤炭洗选的前提,解离是否充分影响着分选效果的好坏。欲实现好的解离情况,需将煤样破碎至一定的解离粒度。笔者通过显微镜对煤样进行煤岩分析,发现该煤样中有机质与矿物嵌布粒度很细,破碎到常规粒度(6mm 或3mm),难以实现较好的解离。
  笔者选取具有代表性的煤样,采用实验室用式破碎机对煤样进行破碎。将煤样分别破碎至-6mm,-3mm,再分别筛出其中的-0.5mm 的煤样,记作6(-0.5)和3(-0.5);同时将所有煤样通过破碎、磨碎至-0.5mm,记作(-0.5),将以上煤样进行分步释放试验,实验条件为:入料浓度100g/l,充气量0.2m3/(m2min),捕收剂:柴油,起泡剂:仲辛醇。
  
  3 经济分析
  
  由破碎试验知,当将煤样破碎至-6mm时,其产生的6(-0.5)占煤样的20%左右,而把煤样破碎至-3mm 时,产生的3(-0.5)占煤样的50%左右,再经过浮选实验,其相应精煤产率为:
  1)通过将煤样简单破碎至6mm,并筛出-0.5mm,再经过浮选处理,可以增加精煤4.27*0.3%=1.28%;
  2)通过将煤样简单破碎至3mm,并筛出-0.5mm,再经过浮选处理,可以增加精煤7.68*0.3%=2.30%;
  3)通过将煤样破碎,磨碎至-0.5mm,再经过浮选处理,可以增加精煤12.85*0.3%=3.85%;对于情况 2),该洗煤厂一年可以增加的经济效益为2.30%*400 万吨*1200 元/吨=11.04(千万),不考虑破碎成本和浮选成本。
  
  4 技术路线
  
  在通过以上经济技术分析,可以看出,虽然将煤样全部破碎至-0.5mm 产生的经济效益最大,但是破碎、磨碎这大的工作量将耗掉很大的成本。而将煤样破碎至3mm这只需要经过简单的破碎处理,工作量较小,所以认为对于马头洗煤厂,建议采用以下的工艺流程。
  
  5 结论
  
  本文以马头洗煤厂的重介选中煤为研究对象,探讨中煤再选的处理方法,将煤样破碎实现有机质和矿物质的解离。通过浮选实验,考虑实际情况,得出一条处理中煤再选的途径,即将煤样破碎至-3mm,将其中的-0.5mm 煤样筛出,再通过浮选实验,可以得到较低灰分的优质精煤。这不仅可以提高选煤厂的经济效益,而且可以解决我国炼焦用煤短缺的状况。

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  参考文献
  [1] 中国科学技术协会主编.能源科学技术学科发展报告.北京:中国科学技术出版设,2008.2:45?48
  [2] 陈鹏.煤炭性质、分类和利用(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2009: 39
  [3] 张相国,韩春龙,沈笑君等.中煤再选的研究与探讨[J].选煤技术.2007(3)
  [4] 董陈刚,付学军.实施中煤再洗工艺增加精煤产率[J].煤质技术.2006(5)
  [5] 荆树春,赵昕.城山煤矿选煤厂中煤再选的研究与探讨[J].工业技术.2009(5)
  [6] 杨玉华,曾付洋.马头洗煤厂工艺系统改造[J].选煤技术.2009(3)

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